分阶平行支护在岩石巷道快速掘进中的应用

随着煤矿开采技术的进步,掘进工作面推进的速度和产量也越来越高,对岩巷的掘进速度和效率也有了更高的要求。为解决掘进与支护不平行等问题,以下峪口煤矿22306进顺底板岩巷为研究对象,引进机械化设备来提升其掘支装备智能化水平及单进水平。在保证支护强度的基础上,按照“安全可靠、经济合理”的原则,对22306进顺底板岩巷巷道支护参数进行合理优化,实现了掘支分阶平行作业,大幅度提升了锚杆索支护效率。矿井岩巷月单进水平由102 m提高到241 m,提升了岩巷整体掘进速度,岩巷月进尺跻身至国内先进水平,提高了井下岩巷掘进单进水平。

快速掘进支护技术在大断面煤巷中的应用

近年来,中国煤矿开采技术水平不断提升,其中综合机械化技术被广泛应用于煤矿巷道掘进作业中。以矿井大断面煤巷工作面为例,探讨了快速掘进支护技术的应用,并制定了一系列优化措施,为其他煤矿的开采作业提供了一定的指导与借鉴,不仅推进了快速掘进支护技术的发展,还提高了煤矿的经济效益与安全生产水平。

虎龙沟煤业巷道快速掘进工艺与支护技术实践

巷道快速掘进技术是缓解矿井接替紧张的关键措施之一。以虎龙沟煤业51505巷为工程背景,提出试验巷道快速掘进工艺和支护技术,巷道采用EBZ-220型综掘机破岩,采用机载临时支架实现临时支护,采用锚杆、锚索、W型钢带、金属网实现永久支护,掘进工艺与支护技术应用后,有效提高了工作面掘进效率,改善了巷道围岩控制效果,实现了51505巷道的快速掘进和稳定控制。

煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用

分析煤巷掘进技术与装备现状及存在的问题,介绍研发的钻锚一体化快速掘进新模式、新技术、新装备及井下应用效果。研发出钻锚一体化锚杆支护技术与设备,包括钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统,将传统树脂锚固锚杆安装6道工序简化为1道连续工序,实现了锚杆自动化“一键”打设,单根锚杆作业时间由原来5~6 min减少为3 min。研发出自动化喷涂支护技术与装备,包括高强、速凝、抗变形喷涂护表材料,抗拉强度超过9 MPa,断裂伸长率超过100%,黏结强度高于3 MPa;研发出6自由度喷涂系统,可实现随掘自动化快速喷涂作业。研发出巷道随掘变形动态监测技术与系统,实现随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面变形监测,监测精度能够满足围岩稳定性评价要求。提出煤巷掘支锚运分区并行协同快速掘进新模式,研制出钻锚一体化快速掘进成套装备。对试验矿井陕西陕煤曹家滩煤矿回采巷道掘进过程中围岩位移和稳定性进行了监测,在时间上,巷道掘出2~3 h后80%以上的围岩位移已经发生;在空间上,距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置,90%以上的围岩位移已经完成。快速掘进引起的巷道围岩位移在很短时间内就基本完成,要求支护必须及时且快速。在曹家滩煤矿10 m超大采高综采工作面特大断面回采巷道完成近6000 m的巷道掘进工程,打设钻锚一体化锚杆60000余根。锚杆施工时间、支护用工人数及作业人员劳动强度大幅降低,掘进速度、效率及自动化水平显著提高。试验巷道顶板位移量小、完整稳定,支护效果良好。煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备井下试验取得成功,具备了特大断面煤巷月掘进进尺1500~2000 m的能力。

基于掘锚一体化特厚顶煤巷道快速掘进与支护技术

为实现掘锚机组在特厚顶煤巷道的安全快速掘进,采用理论计算和数值模拟手段研究了掘进速度对巷道周围应力场、位移场的影响;基于掘锚机组的结构特征,提出顶板和帮部锚杆空间不成排的支护体系;通过改进支护材料、优化操作工序的手段,整体提升了掘进速度。研究结果表明:提高掘进速度,巷道前方支承压力峰值位置向掘进工作面靠近,峰值应力增大,产生的侧向应力区范围和周围煤岩体破坏区的位移都相应减小;不成排的支护体系一定程度减少了顶、帮应力场的叠加,但实现了帮部及时支护。掘锚机施工期间,日均进尺增加到14 m/d,同时降低工人劳动强度,为特厚煤层快速成巷的应用提供了良好的借鉴。

平行掘进:基于ACP理论的掘-支-锚智能控制理论与关键技术

虽然智能掘进技术已取得了一些进步,提出了护盾式、掘锚式等掘-支-锚多装备的样机设计,但从设备适用性及装备配套性角度,仍存在个体装备设计不严谨、样机改型成本高、装备控制不精准、巷道场景多样不适应、群体设备难一致协同等诸多问题。造成上述问题的首要原因是缺少煤矿特殊生产环境下群体设备联动协同控制的基础理论研究,主要表现为对智能掘进所需的设备模型、场景实验、数据驱动等基础理论缺少研究。针对掘进复杂系统难以建模与实验不足等问题,提出了平行掘进系统的研究思想,试图用一种适合复杂系统的计算理论与方法解决智能化掘进现存问题,主要利用大型计算模型、预测并诱发引导复杂系统现象,通过整合人工社会、计算实验和平行系统等方法,形成新的计算研究体系。以智能掘进复杂系统为研究对象,重点考虑掘-支-锚系统的整体控制理论与方法,结合智能化掘进相关研究基础和方法,融入当前国内外复杂系统研究的最新科研进展,基于平行控制基础理论及ACP(Artificial,Computing,Parallel)方法框架,运用代理控制理念及自适应动态规划多智能体研究方法,开展智能掘进复杂系统的掘-支-锚平行控制基础理论与方法研究。针对巷道复杂环境下的群体设备离散控制现状,运用整体系统论的方法,完成掘进系统的掘进、支护、钻锚群体设备代理模型的构建,根据多场景下复杂系统的计算实验克服掘进巷道环境复杂、恶劣的工程验证难题,最终实现智能掘进平行控制方法的理论创新与方法验证。

煤矿掘进工作面快速掘进工艺技术研究

介绍了现有掘进工艺现状,分析了现有掘进工艺存在的问题,并通过具体分析与研究提出三种不同模式的掘支平行快速掘进工艺,以寻求更加合理的掘进和支护作业新模式,从根本上缩短作业时间,提升掘进效率。

探掘支快速掘进工艺在漳村矿的应用

介绍了悬臂式掘进机与单体钻机配合的巷道掘进方式存在的不足,详细阐述了探掘支快速掘进工艺的使用条件、设备配套、工作原理及工艺流程。该工艺在潞安环能股份公司漳村煤矿2206工作面运巷掘进面成功应用,从根本上解决了采掘失调难题,提高了支护速度,大幅提升了掘进成巷速度。

优化工艺 实现综掘机快速掘进

介绍了大阳煤矿为了提高煤巷掘进速度,根据超前支护式掘进机的设计原理,在现有条件下对临时支护工艺进行了改革,并且合理优化了工序,实现了多工序平行作业,充分发挥了综掘设备的潜能,有效的提高了掘进速度和工效,保证了采掘衔接,为企业增加了经济效益。

张家峁煤矿智能快速掘进工艺优化及应用研究

为了解决千万吨超大型矿井采掘失衡难题,张家峁煤矿采用了智能化掘进技术替代传统掘进技术。通过提高15212工作面掘进系统装备自动化和智能化程度,实现掘进工作面轻量化和快速化,重点分析了工作面掘进设备的优化历程,建立了智能快速掘进系统,该系统由“掘锚一体机+锚杆转载机+桥式转载机+变频调速带式输送机”组成,实现了连掘连运和掘锚平行,大大缩短了支护占用工时。结合智能传感、定位定向、监测监控技术和多信息远程重现技术等,实现可人工干预的远程操作掘锚一体机,将掘进工作面环境、设备和人员有机和谐地统一起来,实现“安全、高效”高质量智能掘进。在15212掘进工作面的现场应用结果表明:该设备投入后创造出单班最高进尺65m,单日最高进尺120m,月累计进尺2700m的成绩,取得中国快掘行业单班、单日及单月最高进尺,有力保证了井下采掘接续和可持续发展。

煤矿综掘工作面快速掘进技术研究

本研究论述了应用双臂液压锚杆钻车技术于煤矿综合开采工作面的快速挖掘,目标是提升生产效益并减少成本。论文详述了这项技术的基本理念、构造、亮点及当前面临的难题和挑战。同时,深入探讨了操作步骤、规程及安全预防措施,并对其未来的发展潜力和为煤矿工业带来的持久解决策略进行了预估。该研究旨在为煤矿工业提供可行的技术解决方案,促进行业的可持续发展。

综掘巷道快速掘进工艺及钻锚运输车结构设计

针对掘进机开机率低、采掘比例失衡、综掘巷道超前支护效率与设备全智能化程度较低的现状,提出一种综掘巷道无反复支撑快速掘进新工艺,具有无反复支撑、多工序并行的特点。介绍了综掘巷道快速掘支锚协同作业系统的装备组成与工艺原理,论述了其中运输钻锚车的结构与力学模型,利用ANSYS软件进行有限元分析,分析了运输钻锚车托举梁在恶劣工况下的位移特性与应力分布特征。结果表明,该工艺可以实现掘进、支护协调并行作业,加快了煤矿巷道掘进整体进度,极大地提高了深部煤层开采作业效率。

巷道快速掘进施工工艺研究

为了提高巷道掘进速度,缓解日益紧张的采掘接替,分析了影响快速掘进的影响因素,主要包括掘进支护失调、施工组织管理和队伍素质、掘进施工工艺、掘进配套设备、巷道地质条件等,然后研究了掘进设备成套装置优化、掘进施工工艺优化,建立了综掘机截割工艺、多工序交叉平行作业、支护工艺优化、优化作业循环方式等巷道快速掘进施工工艺。研究为巷道快速掘进提供了理论支持。

大断面煤巷快速掘进支护参数优化

为进一步提高大断面矩形巷道掘锚一体机掘支效率,以榆横矿区巴拉素煤矿首采面的2102辅运顺槽为工程背景,通过现场调研及数值模拟分析锚杆间排距及锚索布置方式对巷道围岩稳定的影响。结合掘锚一体机的支护特性,在原支护方案的基础上提出大断面煤巷快速掘进的支护优化方案。试验表明,采用支护优化方案后,巷道围岩安全稳定,掘支效率提高20%。

基于层次分析法的煤巷快速掘进工艺优化探讨

煤巷快速掘进工艺涉及“掘、支、运、风、电”等多个子系统,子系统间的“耦合-约束”作用特点决定了快速掘进技术的实施效果。简述了煤巷掘进施工中各子系统的时空衔接及影响方式,分析了影响巷道快速掘进的主要因素,并使用层次分析法对快速掘进影响因素进行量化分析,确定了对快速掘进影响较大的因素主要有掘进装备、支护设备、围岩性质、构造特征及管理水平等。针对主要影响因素,从掘支配套装备及施工工艺等方面提出具体优化方案,从而为煤巷快速掘进施工组织提供参考借鉴。

基于掘进机的掘锚平行快速掘进系统设计分析

本文主要介绍了黄白茨煤矿13号煤层井下掘进工作面使用传统掘进模式,即掘进机掘进加人工支护的方式已难以满足煤矿掘进发展的需求,研究基于悬臂式掘进机的掘锚平行作业快速掘进系统的配套方案、工艺流程及其掘进效率,分析快速掘进系统配套实现掘锚平行作业的限制条件,并简述了相关配套设备在边掘边锚快速掘进技术中的应用及其作用,对快速掘进系统的发展有积极的推动作用。

工作面大巷快速掘进工艺优化

为解决当前工作面掘进速度与采煤速度不匹配的问题,以2#煤层所属工作面为例在对其地质条件分析的基础上,对工作面的地应力和围岩松动圈进行测试;然后,根据现场摸底情况对永久支护方式、施工工序进行优化,核心采用掘锚护一体化的掘进工艺;最后,通过实践生产验证快速掘进工艺的优化效果。

连续采煤机三条巷道同时掘进快速施工工艺

使用连续采煤机配合10SC32-48B-5型梭车及CMM4-20型锚杆机掘进,采用三条巷道同时掘进的施工方案,连续采煤机可以连续掘进,充分发挥连续采煤机的优势,实现掘进与支护平行作业,降低支护作业影响时间,达到快速掘进的目的。

白洞矿快速掘进工艺的优化方案研究

本文以大同煤矿集团白洞矿8110工作面为对象,进行了快速掘进工艺优化设计的研究,通过对掘进施工、临时支护和永久支护工艺的优化,进行了工序的合理配置实现了多工序平行作业的方式,快速掘进工艺提高了掘进速度,节约了生产成本。

煤巷炮掘多工序平行作业快速掘进技术实践

目前,综合机械化掘进已成为煤矿井下巷道掘进主流,但部分巷道由于受地质条件、巷道布置、机械设置配置化水平低等多方面影响,仍采用传统钻爆法(炮掘)方式进行施工,而钻爆法(炮掘)受施工组织和施工工序影响,巷道掘进速度慢,施工工效低,严重制约矿井采掘接替,如何采取多工序平行作业,减少各工序之间施工影响,已成为提高煤巷炮掘快速掘进必须解决问题之一。